Akustik im Holzkubus Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage · 2014. 9. 23. · Akustik im Holzkubus – Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage | J. Reinhold 3 1. Einleitung Bei

4. HolzBauSpezial Akustik & Brandschutz 2013

Akustik im Holzkubus – Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage | J. Reinhold

1

Akustik im Holzkubus – Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage

Jürgen Reinhold

Müller-BBM GmbH

DE-Planegg bei München



2



3

1. Einleitung

Bei dem verheerenden Erdbeben am 6. April 2009 in L'Aquila wurden neben dem Centro

Storico, das nahezu vollständig zerstört wurde, auch weitere Gebäude im Stadtgebiet

sowie des Umlandes stark beschädigt. Die Stadt L'Aquila verlor dabei auch elf von zwölf

Veranstaltungssälen, z. B. das Teatro Comunale und den Konzertsaal im Castello.

Unmittelbar nach dem Beben wuchs bei Claudio Abbado und Renzo Piano, die schon

mehrere Kulturprojekte gemeinsam angestoßen und realisiert haben, die Idee, ein neues

Auditorium als Zeichen des Aufbruchs und Neuanfangs unmittelbar neben dem Centro

Storico beim Castello zu errichten.

Ein als "Provisorium" deklarierter Holzbau mit sehr extravaganter Architektursprache

sollte sehr schnell geplant und innerhalb eines halben Jahres realisiert werden, um das

gesellschaftliche Leben zurück ins Zentrum von L'Aquila zu bringen. Verschiedene büro-

kratische Schwellen verlangsamten diesen Prozess allerdings, so dass die im Zeitraum

November 2009 bis März 2010 erfolgte Planung erst ab Februar 2012 umgesetzt werden

konnte. Die Holzbauweise ermöglichte allerdings eine sehr schnelle Verwirklichung, so

dass bereits am 7. Oktober 2012 die feierliche Einweihung stattfinden konnte. Zum Eröff-

nungskonzert, das Claudio Abbado dirigierte und der Stadt zum Geschenk gemacht hat,

kam auch der italienische Staatspräsident, Giorgio Napolitano, was die nationale

politische Bedeutung dieses außergewöhnlichen Projektes unterstreicht.

Sehr kontrovers wurde bereits in den Monaten vor der Einweihung der Neubau in der

Bevölkerung L'Aquilas diskutiert. Auf Unverständnis stößt dabei, dass einerseits im

Centro Storico praktisch keinerlei Aktivitäten zur Rekonstruktion und zum Wiederaufbau

der Gebäude stattfinden, andererseits ein neues Auditorium gebaut wird. Das Auditorium,

wie schon zuvor eine Vielzahl an Häusern in Holzbauweise wurde vollständig von der

Autonomen Provinz Trento finanziert, und der Stadt L'Aquila zur Unterstützung in der

Krisensituation, geschenkt.

Welche Aufgaben bei diesem reinen Holzbau aus bauakustischer Sicht zur Erzielung eines

ausreichenden Schallschutzes und aus raumakustischer Sicht zur Schaffung optimaler

Klangverhältnisse im Auditorium von Müller-BBM zu lösen waren, werden im Folgenden

beschrieben.

2. Raumakustik

2.1. Ausgangsbasis

Die Idee von Claudio Abbado und Renzo Piano war es, ein kleines, exzellentes Auditorium

zu schaffen als Ersatz für den im unmittelbar benachbarten Castello zerstörten Konzert-

saal. Das Auditorium sollte ca. 250 Zuhörer fassen und ein ausreichend großes Podium

aufweisen, so dass auch kammermusikalische Darbietungen mit bis zu 40 Musikern Platz

finden.

So wurde gleich zu Beginn der Zusammenarbeit mit Arch. Renzo Piano die sehr maß-

gebliche akustische Größe, das erforderliche Raumvolumen, definiert. Die übliche Faust-

formel für das spezifische Raumvolumen pro Person, welches für Kammermusik Säle bei

ca. 7 m³/Person liegt, konnte hier nicht angewendet werden. Grund dafür waren die

vorgesehenen, recht großen Musikerbesetzungen, die in einem zu kleinen Saal eine

wesentlich zu große Lautstärke erzeugen würden. Daher wurde ein deutlich größeres

spezifisches Volumen gefordert und mit 14,4 m³/Person auch erreicht. Als Raumform

wurde vom Architekten ein auf der Kante stehender, gekippter Kubus mit Innenabmes-

sungen von 16 x 16 x 16 m³ definiert.

In gewohnt enger Zusammenarbeit zwischen Müller-BBM und Renzo Piano wurden bereits

die ersten architektonischen Planungsideen mit den akustischen Erfordernissen abge-

stimmt.



4

Abbildung 1: Längsschnitt Auditorium

Durch die "Kippung" des Würfels entsteht die erforderliche Sitzreihenüberhöhung des

Publikums. Der untere, horizontal abgeschnittene Bereich bildet die Podiumszone mit

dahinterliegenden Sitzplätzen für Chor oder auch Publikum.

Die so definierte, sehr simpel anmutende Form und Volumen des Auditoriums stellte sich

im Nachhinein als doch recht komplexe Formgebung dar und musste mit verschiedenen

Elementen akustisch ausgestattet und zum Leben erweckt werden.

2.2. Podiumszone

Herzstück des Auditoriums stellt das Podium dar, welches sich 40 cm über die umlie-

gende Fußbodenfläche erhebt. Der Holzfußboden, hergestellt aus Holzmehrschichtplatten,

beplankt mit Tannenholzdielen, gelagert auf einer sehr dünnen Holztragstruktur, bildet

einen idealen Fußbodenaufbau, der zu spürbaren Vibrationen angeregt werden kann.

Die Raumbreite mit 16 m ist für ein Orchesterpodium dieser Größe, insbesondere für

kleinere Musikergruppierungen oder gar Solo-Instrumente, zu breit, so dass die

Podiumsfläche selbst auf 10 m begrenzt wurde. Durch die Anordnung von zum Podium

hin konvex gekrümmten, im Mittel 1,7 m hohen Holzwänden wird ein idealer akustischer

Hörkontakt für die Musiker untereinander hergestellt.



5

Abbildung 2: Podium mit Seitenwand- und Deckenreflektor

Die Spitze des gekippten Kubus führt zum einen zu einer deutlich zu großen Höhe über

dem Podium und die Flächen schaffen keine gleichmäßige Reflexionsversorgung, weder

zurück auf die Musiker auf dem Podium noch zu den Zuhörern. Aus diesem Grund wurde

über der Podiumszone ein großflächiger, konvex gekrümmter Holzreflektor in einer Höhe

von ca. 8 m angeordnet, welcher sowohl den Hörkontakt innerhalb des Orchesters als

auch eine ideale Schallreflexionslenkung ins Publikum gewährleistet, definiert.

Eine weitere Aufgabe dieses Reflektors besteht darin, zeitlich stark verzögerte Reflexio-

nen aus den oberen Zonen des Kubus abzuschirmen. Andererseits darf die Ausdehnung

dieses Reflektors nicht zu groß sein, da eine akustische Kopplung des darüber liegenden

Volumens in vollem Umfang gewährleistet sein muss.

2.3. Schallabsorbierende Flächen

Das bewusst um den Faktor 2 zu groß gewählte Volumen dient der Regulierung der Laut-

stärke im Auditorium. Durch den Einbau permanent schallabsorbierender Flächen wird

Schallenergie "geschluckt". Im vorliegenden Fall kann die Lautstärke durch diese Absorp-

tionsflächen um ca. 3 dB gesenkt werden. Dadurch ist es möglich, dass auch größere

Orchesterbesetzungen mit maximal 40 Musikern noch angenehm und nicht zu laut klin-

gen. Der weitere Vorteil dieser schallabsorbierenden Flächen liegt darin, dass durch ge-

zielte Positionierung der Absorptionsflächen zeitlich stark verzögerte und im Extremfall

als Echo wahrnehmbare Reflexionen ausgeschlossen werden können.

Dabei zeigte sich der Kubus als besonders "heimtückisch", führen doch sämtliche Ecken

der senkrecht zueinander stehenden Flächen – und dies sind bei dieser strengen

Geometrie sehr viele – stets zu direkten Schallrückwürfen auf die Quelle, d. h. den

Musiker oder Sänger. Mit dem über dem Podium befindlichen Reflektor konnten gerade

die Eckbereiche, die diese Winkelspiegel verursachen, nicht vollständig abgeschirmt

werden. Daher wurde im Deckenbereich ein umlaufender Randstreifen mit schall-

absorbierender Oberfläche geschaffen.



6

Abbildung 3: Strahlengeometrie, Winkelspiegelreflexionen zurück auf die Schallquelle

Architektonisch konnten diese schallabsorbierenden Flächen nahtlos in die später noch

beschriebenen Strukturierungen der Wandoberflächen integriert werden.

2.4. Weitere Wandreflektoren

Die zunächst komplett ebenen, unstrukturierten, teilweise auch parallelen Wandflächen

des Kubus mussten weiter akustisch "gestört" werden. Hierfür wurden an den lateralen

Wänden sehr große Reflektorelemente mit entsprechender Neigung im Grundriss und im

Schnitt angeordnet, die die Parallelität unterbrechen und gezielt Lateralreflexionen ins

Publikum lenken.

Hinter dem Publikum wurde ein weiterer konvex gekrümmter und somit diffus schall-

streuender Reflektor zur Schalllenkung angeordnet.

Abbildung 4: Reflektoren im Wandbereich und hinter dem Publikum zur gezielten Schalllenkung.



7

2.5. Schalldiffusität

Ebene, jedoch auch konvex gekrümmte Oberflächen mit großem Krümmungsradius füh-

ren insbesondere hochfrequent, z. T. auch mittelfrequent zu starken, geometrisch

gelenkten Reflexionen mit hohen Energieanteilen. Eine gleichmäßige, homogene und

weiche Schallverteilung lässt sich mit diesen Oberflächen nicht erreichen. Aus diesem

Grund versucht man Elemente einzufügen, die zu einer höheren Schalldiffusität und so-

mit zu einem homogeneren, weicheren Klangbild führen. Betrachtet man historische

Säle, so findet man dort sehr häufig Verzierungen, Ornamente, Dekore mit recht kleinen

Abmessungen zwischen 2 cm und 10 cm, welche genau diese Aufgaben der Schall-

diffusität und Schaffung eines weichen Klangbildes erzeugen. Sie stellen wohl eines der

Geheimnisse dar für die hervorragenden akustischen Eigenschaften historischer Säle.

In der modernen Architektursprache sind Dekore und dgl. nicht einsetzbar und es

müssen akustisch vergleichbare, in die moderne Architektur integrierbare Elemente

gefunden werden.

An einem Großteil der Wand- und Deckenflächen wurden unregelmäßig gefräste Holz-

platten eingebaut. Die Fräsungen variieren sowohl in Tiefe und Breite wie auch im

Rhythmus untereinander. Diese Fräsungen schaffen, wie im historischen Saal die Dekore,

die erforderliche, hochfrequente Schalldiffusität in hervorragender Weise.

Abbildung 5: Fräsungen in Holzoberflächen zur diffusen Schallstreuung

Abbildung 6: Detail der Fräsungen in Holzoberflächen zur diffusen Schallstreuung



8

2.6. Bestuhlung

Die Bestuhlung in einem Auditorium stellt ein wesentliches akustisches Element dar. Sie

soll im besetzten und unbesetzten Zustand ein vergleichbares Schallabsorptionsver-

mögen aufweisen. Dadurch können Schwankungen während der Proben im unbesetzten

Saal und der Aufführungen im vollbesetzten Saal minimiert werden.

Architekt Piano hat im vorliegenden Fall eine sehr einfache Bestuhlung ausgewählt,

basierend auf einem Regie-Klappstuhl. Dieser wurde aus akustischen Gründen verbes-

sert, indem die sonst üblichen einfachen Stoffbespannungen im Sitz- und Rückenlehnen-

bereich zusätzlich mit Schaumstoffpolsterungen ausgestattet wurden.

Abbildung 7: Bestuhlung, darunter Zuluftauslässe im Fußboden

Dieser durchaus recht komfortable Stuhl steht auch mit seinen akustischen Eigenschaften

einer sehr viel teureren Konzertsaalbestuhlung nicht allzu viel nach.

2.7. Resultate

Die für den Kammermusiksaal angestrebten Nachhallzeiten im mittleren Frequenzbereich

zwischen 1,3 s – 1,4 s werden erreicht.

Das Einweihungskonzert, gespielt vom Mozart Orchester, Bologna unter Leitung von

Claudio Abbado, war ein riesiger Erfolg. Die Orchestermusiker, die sich aus vielen euro-

päischen Spitzenorchestern rekrutieren, lobten einhellig den Klang, der gleichzeitig

"warm, weich und doch transparent" sei. Maestro Claudio Abbado war begeistert und

freute sich über die "exzellente Akustik".



9

3. Bauakustik

3.1. Einleitung

Der Kubus für das Auditorium ist komplett losgelöst und nur über brückenartige Verbin-

dungsstege mit den angrenzenden Kuben mit Foyerzone und Künstlergarderoben verbun-

den. Lediglich im Untergeschoss unter dem Auditorium befindet sich eine Technikzone, in

der die Lüftungskanäle geführt werden.

Diese akustisch günstige Trennung zu den eigenen Raumbereichen führt allerdings dazu,

dass die gesamte Außenhülle des Auditoriums ohne "Pufferzonen" – wie Foyers – unmit-

telbar an Außenlärm angrenzt.

Maßgebliches Ziel in der bauakustischen Planung war es daher, eine ausreichende Schall-

dämmung der Außenhülle herzustellen.

3.2. Außenlärm und Außenhülle

Die Lage des Auditoriums in einem Park abseits von größeren Straßen ist günstig. Allzu

hohe Außenlärmbelastungen können im Nahbereich des Auditoriums ausgeschlossen

werden.

Die erforderliche Schalldämmung der gesamten Außenhülle wurde mit einem bewerteten

Schalldämm-Maß von R'W = 50 dB festgelegt.

Die Außenhülle wird aus riesigen, selbsttragenden, vorgefertigten Holzelementen gebil-

det, bestehend aus außen- und innenseitig aufgebrachten, kreuzverleimten Holzplatten,

welche über Holzleimbinder, Höhe ca. 90 cm, die statische Struktur bilden.

Abbildung 8: Holzkonstruktion der Außenhülle einschließlich raumakustischer Innenschale

Da dieser Aufbau keine ausreichende Schalldämmung erwarten ließ, wurde außenseitig

zusätzlich eine elastisch montierte Vorsatzschale, welche abschließend auch die farbig

gestrichen Lärchenholzbeplankungen der Außenfassade aufnimmt, ausgebildet.



10

Wenngleich keine expliziten akustischen Messungen vorliegen, so wird die ausgeführte

Holzkonstruktion die erforderliche Schalldämmung aufweisen – dies haben Tests mit

einer Außenbeschallung gezeigt – obwohl erwartungsgemäß bei tiefen Frequenzen die

Schalldämmung nicht allzu hoch ist.

Abbildung 9: Gesamtansicht von außen, Auditorium und Kubus mit Künstlergarderoben

Abbildung 10: Gesamtansicht von außen, Auditorium und Kubus mit Eingangsfoyer

3.3. Zugänge zum Auditorium

Die Verbindungsstege, die das Auditorium erschließen, dienen gleichzeitig auch als akus-

tische Filter. D. h. eine Türebene im Wandbereich des Auditoriums zuzüglich der Verbin-

dungsstege mit Verglasung und Türabschluss bilden den akustischen Filter und gewähr-

leisten eine ausreichend hohe Abschirmung zu den angrenzenden Kuben und gegen

Außenlärm.



11

Die Fluchttür im rückwärtigen Bereich ist als Türschleuse, Abstand zwischen den Tür-

ebenen ca. 80 cm, hochschalldämmend ausgebildet.

Abbildung 11: Außenansicht mit Verbindungssteg

3.4. Lüftung

Die Saallüftung im Auditorium muss mit LA,eq ≤ 25 dB(A) praktisch unhörbar sein. Dies

wurde durch Anordnung einer Vielzahl von Schalldämpfern im Zu- und Abluftsystem so-

wie ausreichend niedriger Strömungsgeschwindigkeiten erreicht. Die Zuluft wird

unmittelbar unter jedem Stuhl geräuschlos eingeblasen und im oberen Wand- und

Deckenbereich abgesaugt.

4. Brandschutz

Müller-BBM hat sich ausschließlich um die akustischen Belange beim Auditorium geküm-

mert, so dass zu brandschutztechnischen Themen keine allzu detaillierten Angaben ge-

macht werden können. Folgende Angaben liegen Müller-BBM zu diesem Themengebiet vor:

Die Holzoberflächen an der Innenseite wurden mit einer speziellen Farbe lackiert, die den

Brandwiderstand erhöht.

Es gibt drei Notausgänge, zwei wären nach italienischer Norm ausreichend.

Folgende Ausnahmegenehmigungen wurden erteilt, um das Gebäude in der Form zu

realisieren:

Es gibt keine Sprinkleranlage, nur Rauchmelder nach dem Rauchansaugsystem. Dies

wurde erlaubt, nachdem es nur eine reduzierte Brandlast durch Mobiliar gibt. Die

strukturierten Wandverkleidungen zählen nicht als Brandlast, sondern sind strukturelle

Teile.

Die Reihenabstände sind etwas kleiner als nach Norm zulässig. Dies wurde genehmigt

dank des besonders schmalen Stuhles.

Eine offene Luftführung unter den Zuhörerreihen in Form eines Zuluftplenums wurde

aus brandschutztechnischer Sicht nicht genehmigt. Jeder Luftauslass unter den

Zuhörerstühlen wird einzeln über Kanäle angefahren.

Bildnachweis, alle Fotos: Nicola Vernesoni

Documents

Akustik im Holzkubus Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage · 2014. 9. 23. · Akustik im Holzkubus – Renzo Piano's Konzertsaal mit Schieflage | J. Reinhold 3 1. Einleitung Bei